NUS-Forscher orientieren sich an der Natur, um “eAir” zu entwickeln – einen aeroelastischen Sensor, der die Art und Weise revolutioniert, wie Druck erfasst wird
SINGAPUR, 18. August 2023 — Forscher der National University of Singapore (NUS) haben einen neuartigen aeroelastischen Drucksensor namens “eAir” entwickelt. Diese Technologie kann für minimalinvasive Chirurgien und implantierbare Sensoren angewendet werden, indem sie direkt die Herausforderungen angeht, die mit bestehenden Drucksensoren verbunden sind.
Der eAir-Sensor verspricht erhöhte Präzision und Zuverlässigkeit in medizinischen Anwendungen. Er könnte laparoskopische Operationen potenziell revolutionieren, indem er Chirurgen taktiles Feedback ermöglicht und so eine präzisere Manipulation von Patientengeweben erlaubt. Darüber hinaus kann der Sensor die Patientenerfahrung verbessern, indem er eine weniger invasive Möglichkeit der Überwachung des intrakraniellen Drucks (ICP) bietet, einem wichtigen Gesundheitsindikator für Menschen mit neurologischen Erkrankungen.
Geleitet von Associate Professor Benjamin TEE vom NUS College of Design and Engineering und dem NUS Institute for Health Innovation & Technology wurden die Forschungsergebnisse kürzlich in der wissenschaftlichen Zeitschrift Nature Materials am 17. August 2023 veröffentlicht.
“Der Sensor, der einem Mini-Kapazitätsmesser gleicht, kann minimale Druckänderungen erfassen – ähnlich wie ein Lotusblatt extrem leichte Berührungen eines Wassertropfens wahrnimmt”, erklärte Associate Professor Tee.
Mit einem innovativen “Luftfeder”-Design beinhaltet der eAir-Sensor eine eingeschlossene Luftschicht, die bei Kontakt mit der Flüssigkeit des Sensors eine Luft-Flüssigkeits-Grenzfläche bildet. Mit zunehmendem äußeren Druck komprimiert sich diese Luftschicht. Eine Oberflächenbehandlung bewirkt eine reibungslose Bewegung der Grenzfläche innerhalb des Sensors und löst damit Änderungen elektrischer Signale aus, die den aufgebrachten Druck genau widerspiegeln. Mit diesem Design wurden die natürlichen wasserabweisenden Eigenschaften des Lotusblatts in ein einfaches aber elegantes Druckmesswerkzeug umgesetzt.
Die eAir-Geräte können relativ klein hergestellt werden – einige Millimeter groß – und dies entspricht bestehenden Drucksensoren.